用于音頻放大器的波形整形的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于把波形整形應(yīng)用到音頻放大器中的DC-DC電平轉(zhuǎn)換的技術(shù)。在一個(gè)方面中，波形整形塊可以利用諸如高斯波形、升余弦波形、根升余弦波形等等的非線性整形波形來(lái)整形在音頻放大器輸出中的兩個(gè)DC電平之間的轉(zhuǎn)換。這些波形整形技術(shù)可以例如在放大器的上電或下電期間，或者在阻抗測(cè)量模式中，用來(lái)減少與此轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)的音頻人工噪聲而同時(shí)使總體轉(zhuǎn)換時(shí)間最小化。
【專利說(shuō)明】用于音頻放大器的波形整形
[0001]依據(jù)U.S.C.§ 119的優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本專利申請(qǐng)要求于2011年12月14日提交的標(biāo)題為“Waveform shaping foraudio amplifier (用于音頻放大器的波形整形)”的臨時(shí)申請(qǐng)第61/570，740號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)受讓人，并通過(guò)引用明確納入于此。
[0003]背景
[0004]領(lǐng)域
[0005]本公開(kāi)涉及音頻放大器的設(shè)計(jì)，且尤其涉及用于音頻放大器的波形整形。
[0006]背景 [0007]在音頻功率放大器(PA)的操作中，某些操作場(chǎng)景要求把音頻PA的輸出從一個(gè)DC電壓電平變到另一電平。例如，在音頻PA的最初開(kāi)機(jī)或下電期間，可以在PA輸出處建立或從其移除DC偏置或偏移電壓。尤其，例如在A類或AB類操作期間，DC電平通常會(huì)出現(xiàn)在放大器的輸出處。在這種情況中，在放大器的啟動(dòng)期間可以使Vout從O伏升高到DC電平，且相反地，在放大器的關(guān)閉期間可以使Vout從DC電平降低到O伏。替代地，在阻抗測(cè)量模式(例如，其中在PA的輸出處進(jìn)行多個(gè)電壓-電流測(cè)量以便確定音頻負(fù)載的阻抗)期間，PA輸出電壓也可以在兩個(gè)或更多個(gè)電壓電平之間轉(zhuǎn)換。
[0008]在任一場(chǎng)景中，放大器輸出從一個(gè)DC電平向上或向下轉(zhuǎn)換到另一 DC電平可能不期望地產(chǎn)生某些音頻人工噪聲(artifact)。例如，這樣的轉(zhuǎn)換可能引起音頻設(shè)備的用戶能察覺(jué)到的可聽(tīng)的“砰砰聲”或“喀噠聲”。為了使在放大器輸出從一個(gè)DC電平轉(zhuǎn)換到另一電平時(shí)引入的這樣的音頻人工噪聲最小化，可以采用“斜坡”波形。尤其，替代允許放大器以不受控制的方式直接地從一個(gè)DC電平轉(zhuǎn)換到另一電平，將轉(zhuǎn)換控制為例如線性地展布在一段時(shí)間上。通過(guò)這樣的“斜坡”，可以顯著地減少放大器輸出處的音頻人工噪聲。然而，將期望提供進(jìn)一步減少這樣的音頻人工噪聲的技術(shù)，并且提供隨時(shí)間推移向最終期望DC電平的更快收斂。
[0009]一般而言，線性斜坡輪廓未必提供在使由轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的音頻人工噪聲最小化和使所要求的轉(zhuǎn)換時(shí)間最小化之間的最優(yōu)折衷。將期望提供用于使音頻人工噪聲最小化且同時(shí)提供放大器輸出向所期望的DC電壓電平的迅速收斂的附加技術(shù)。
[0010]附圖簡(jiǎn)述
[0011]圖1闡釋其中可以應(yīng)用本公開(kāi)的技術(shù)的示例性場(chǎng)景100。
[0012]圖2闡釋本領(lǐng)域中已知的音頻輸出組件。
[0013]圖3闡釋在出現(xiàn)電壓電平轉(zhuǎn)換時(shí)電壓Vin和Vout的標(biāo)繪。
[0014]圖4闡釋對(duì)應(yīng)于圖3中所闡釋的不受控制的DC-DC轉(zhuǎn)換的Vin或Vout的示例性功率譜密度(PSD)標(biāo)繪。
[0015]圖5闡釋根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施例，其中，在信號(hào)發(fā)生器210和音頻放大器220之間提供波形整形塊212。
[0016]圖6闡釋Vin_pre和Vin的時(shí)域標(biāo)繪，以示出Vin_pre中的示例性低-高電壓轉(zhuǎn)換。[0017]圖6A闡釋具體的波形整形方案的示例性實(shí)施例。
[0018]圖6B闡釋在應(yīng)用了樣本“升余弦”波形以對(duì)Vin進(jìn)行整形時(shí)Vin的時(shí)域標(biāo)繪。
[0019]圖7闡釋圖6中所示出的時(shí)域信號(hào)的功率譜密度標(biāo)繪。
[0020]圖8闡釋波形整形塊212的示例性實(shí)現(xiàn)。
[0021]圖9闡釋替代的示例性實(shí)施例，其中，在音頻放大器和音頻負(fù)載之間提供波形整形塊。
[0022]圖10闡釋根據(jù)本公開(kāi)的方法的示例性實(shí)施例。
[0023]圖11闡釋根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的方法的替代示例性實(shí)施例。
[0024]圖12闡釋根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的把負(fù)載阻抗測(cè)量與波形整形技術(shù)組合起來(lái)的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。
[0025]詳細(xì)描述
[0026]參考附圖在下文中更完整地描述本公開(kāi)的各方面。然而，本公開(kāi)可以以許多不同形式實(shí)現(xiàn)，且不應(yīng)被解釋為限于貫穿本公開(kāi)所呈現(xiàn)的任何特定的結(jié)構(gòu)或功能。相反，提供這些方面是為了使得本公開(kāi)內(nèi)容透徹和完整，且這些方面將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地傳達(dá)本公開(kāi)的范圍?；谠诖说慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，本公開(kāi)的范圍旨在覆蓋在此所揭示的本公開(kāi)的任何方面，無(wú)論其是獨(dú)立于本公開(kāi)內(nèi)容的任何其他方面而實(shí)現(xiàn)還是與本公開(kāi)內(nèi)容的任何其他方面組合。例如，可以使用在此陳述的任何數(shù)量的方面來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外，本公開(kāi)內(nèi)容的范圍旨在覆蓋使用作為在此陳述的本公開(kāi)的各種方面的補(bǔ)充或者不同于在此陳述的本公開(kāi)的各種方面的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)和功能性來(lái)實(shí)踐的這樣的裝置或方法。應(yīng)理解，在此揭示的本公開(kāi)的任何方面可以由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)元素實(shí)現(xiàn)。
[0027]下面結(jié)合附圖陳述的詳細(xì)描述旨在作為本發(fā)明的各示例性方面的描述，而非旨在表示其中可以實(shí)踐本發(fā)明的僅有的示例性方面。貫穿這一描述所使用的術(shù)語(yǔ)“示例性”意味著“充當(dāng)示例、實(shí)例或闡釋”，且并不必定被解釋成比其他示例性方面優(yōu)選或有益。詳細(xì)描述包括用于提供對(duì)本發(fā)明的各示例性方面的透徹理解的特定細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將明顯看出，無(wú)需這些特定的細(xì)節(jié)就可以實(shí)踐本發(fā)明的各示例性方面。在一些實(shí)例中，以框圖形式示出公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以便避免模糊在此呈現(xiàn)的示例性方面的新穎性。
[0028]圖1闡釋其中可以應(yīng)用本公開(kāi)的技術(shù)的示例性場(chǎng)景100。將可明白，僅出于說(shuō)明性目的示出圖1，且不意圖把本公開(kāi)的范圍限制在所示出的具體的系統(tǒng)。例如，將可明白，在此公開(kāi)的技術(shù)也可以容易地應(yīng)用到不同于圖1中所示出的音頻設(shè)備的其他音頻設(shè)備。此外，各種技術(shù)也可以容易地適配于其他類型的音頻設(shè)備，例如，家庭立體聲系統(tǒng)、納入了音頻的其他多媒體設(shè)備、納入了內(nèi)建揚(yáng)聲器的設(shè)備等等。設(shè)想了這樣的替代示例性實(shí)施例落在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。
[0029]在圖1中，頭戴式耳麥110包括左(L)耳機(jī)115、右(R)耳機(jī)120和話筒130。頭戴式耳麥110的這些組件電耦合到插頭150的端子，插頭150可插入到音頻設(shè)備140的插口 160。注意，插口 160不必如圖1所暗示的那樣從設(shè)備140的表面突出，且此外，圖1中所示出的元件的尺寸一般并不按比例繪制。例如，設(shè)備140可以是移動(dòng)電話、MP3播放器、家庭立體聲系統(tǒng)等等。
[0030]可以通過(guò)插頭150和插口 160在設(shè)備140和頭戴式耳麥110之間交換音頻和/或其他信號(hào)。插頭150從插口 160接收音頻信號(hào)，并把信號(hào)路由到頭戴式耳麥110的L和R耳機(jī)。插頭150還可以把帶有由話筒130生成的音頻內(nèi)容的電信號(hào)耦合到插口 160，并且可以由設(shè)備140進(jìn)一步處理話筒信號(hào)。注意，插頭150可以包括沒(méi)有示出的進(jìn)一步的端子，例如用于傳達(dá)諸如控制信號(hào)等等的其他類型的信號(hào)的端子。
[0031]圖2闡釋本領(lǐng)域中已知的音頻輸出組件。在圖2中，信號(hào)發(fā)生器210生成被輸入到音頻功率放大器220的電壓Vin。音頻功率放大器220放大此電壓Vin以生成輸出電壓Vout，輸出電壓Vout驅(qū)動(dòng)具有有效阻抗ZL的音頻負(fù)載230。注意，音頻負(fù)載230可以對(duì)應(yīng)于例如音頻揚(yáng)聲器、耳機(jī)等等。
[0032]應(yīng)明白，理想的情況是，由信號(hào)發(fā)生器210生成且被提供給音頻功率放大器220的電壓Vin由在音頻負(fù)載230處產(chǎn)生所期望的音頻輸出(例如語(yǔ)音、音樂(lè)、數(shù)字合成聲音等等)的音頻信號(hào)分量組成。然而在某些使用場(chǎng)景中，Vin以及相應(yīng)的Vout可能包括非音頻信號(hào)分量，諸如可能與這樣的電壓從DC電壓電平轉(zhuǎn)換到另一電平相關(guān)聯(lián)。例如，這樣的電壓轉(zhuǎn)換可以在音頻功率放大器220最初上電時(shí)發(fā)生，且建立了 DC偏置或偏移電壓。替代地，電壓轉(zhuǎn)換可以在某些控制模式(例如，與音頻負(fù)載阻抗測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間間隔)期間發(fā)生，如下面進(jìn)一步描述的。
[0033]圖3闡釋在出現(xiàn)電壓電平轉(zhuǎn)換時(shí)電壓Vin和Vout的標(biāo)繪。注意，僅出于說(shuō)明性目的而示出圖3，且不意圖把本公開(kāi)的范圍限制于任何具體類型的電壓電平轉(zhuǎn)換。在圖3中，Vin從在時(shí)間tl的第一 DC電平Vl向在時(shí)間t2的第二 DC電平V2轉(zhuǎn)換(即，經(jīng)歷DC-DC轉(zhuǎn)換)。在時(shí)間tl’到t2’的時(shí)間間隔期間，輸出電壓Vout相應(yīng)地從VI’轉(zhuǎn)換到V2’。注意，圖3中的Vin和Vout的橫軸和縱軸一般不是按比例示出的，且可以取決于例如放大器增益的幅度以及放大器的響應(yīng)時(shí)間。還應(yīng)注意，僅出于說(shuō)明性目的，圖3中把放大器增益示出為正值(即，Vin上的向上轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)于Vout上的向上轉(zhuǎn)換)，且本公開(kāi)的技術(shù)可以容易地應(yīng)用到其中放大器增益為負(fù)值的替代的示例性實(shí)施例。
[0034]在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)中，V1-V2轉(zhuǎn)換和/或VI’ -V2’轉(zhuǎn)換的電壓和時(shí)序特性可能不受另行控制，例如，在放大器輸出處從VI’到V2’的轉(zhuǎn)換可以直接取決于放大器的電壓電平轉(zhuǎn)換規(guī)格，例如，在輸入處給定的相應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換的情況下放大器輸出的上升時(shí)間或下降時(shí)間。替代地，在某些現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)中，V1-V2轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的VI’ -V2’轉(zhuǎn)換可以被配置為按直線斜坡配置上升或下降，即，在Vin處在兩個(gè)輸入DC電平之間的轉(zhuǎn)換可以被配置為結(jié)果導(dǎo)致在Vout處在兩個(gè)輸出DC電平之間的直線線性轉(zhuǎn)換。
[0035]圖4闡釋對(duì)應(yīng)于圖3中所闡釋的不受控制的DC-DC轉(zhuǎn)換的Vin或Vout的示例性功率譜密度(PSD)標(biāo)繪。將可明白，圖3的DC-DC轉(zhuǎn)換可以產(chǎn)生Vout中落在可聽(tīng)頻率范圍內(nèi)的顯著譜分量，例如在如圖4中所示出的頻率fl和f2之間。在一示例性實(shí)施例中，f I可以對(duì)應(yīng)于20Hz，且f2可以對(duì)應(yīng)于20kHz。由于Vout隨后被耦合到音頻負(fù)載230，因此這些譜分量可以在音頻負(fù)載230處產(chǎn)生呈例如喀噠聲、砰砰聲和/或其他噪聲形式的音頻人工噪聲。將期望提供使在音頻負(fù)載230處的這樣的音頻人工噪聲最小化的技術(shù)。與此同時(shí)，將期望使轉(zhuǎn)換時(shí)間(例如，如圖3中所示出的時(shí)間間隔t2’ - tl’ )最小化。
[0036]圖5闡釋根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，其中，在信號(hào)發(fā)生器210和音頻放大器220之間提供波形整形塊212。波形整形塊212接受由信號(hào)發(fā)生器210生成的輸出(圖5中被標(biāo)記為Vin_pre)以作為其輸入。波形整形塊212還生成被標(biāo)記為Vin的輸出給音頻放大器220。在操作期間，波形整形塊212被配置為檢測(cè)電壓Vin_pre中的DC-DC轉(zhuǎn)換，并且根據(jù)預(yù)先選擇的轉(zhuǎn)換波形輪廓來(lái)對(duì)Vin中的相應(yīng)轉(zhuǎn)換進(jìn)行“整形”。預(yù)先選擇的波形輪廓可以包括但不限于高斯波形、升余弦波形、根升余弦波形、截?cái)鄐ine脈沖波形和/或本領(lǐng)域中已知的其他脈沖整形波形。這樣的波形輪廓可以把Vin整形為大體是非線性的。注意，在這一上下文中，術(shù)語(yǔ)“非線性”可以指示，在電壓電平之間的DC-DC轉(zhuǎn)換不是由直線來(lái)簡(jiǎn)單表征的。例如，非線性波形輪廓可以是分段線性的，即，包括若干相異的線性片段。
[0037]在一示例性實(shí)施例中，可以向波形整形塊212提供配置信號(hào)212a，其指示在此期間可以有利地對(duì)Vin_pre中的電壓轉(zhuǎn)換進(jìn)行整形的時(shí)間間隔。以這種方式，波形整形塊212可以避免在已知Vin_pre僅包含音頻分量的時(shí)間間隔期間不必要地對(duì)信號(hào)發(fā)生器輸出Vin_pre進(jìn)行整形。例如，信號(hào)212a可以信令通知對(duì)應(yīng)于PA的上電、下電、或阻抗測(cè)量模式的時(shí)間間隔。在替代的示例性實(shí)施例中，可以省略配置信號(hào)212a，且波形整形塊212可以改為被配置成直接基于分析Vin_pre來(lái)確定何時(shí)要對(duì)Vin_pre進(jìn)行整形。
[0038]圖6闡釋Vin_pre和Vin的時(shí)域標(biāo)繪以示出Vin_pre中的示例性低-高電壓轉(zhuǎn)換。在圖6中，Vin_pre由包含有在時(shí)間tl的低-高電壓轉(zhuǎn)換的示例性時(shí)域函數(shù)f (t)表征。繼波形整形塊212所作的處理之后，在應(yīng)用波形整形的時(shí)間間隔期間，電壓Vin由函數(shù)f(t)的經(jīng)整形版本f’ (t)表征。
[0039]圖6A闡釋具體的波形整形方案的示例性實(shí)施例。注意，僅出于示例性目的描述了用于對(duì)f(t)進(jìn)行整形以生成圖6A中所示出的f’ (t)的具體方案，且其并不意圖把本公開(kāi)的范圍限制于任何具體波形整形方案。在圖6A中，f(t)在左側(cè)示出，且被進(jìn)一步地?cái)?shù)學(xué)表征為如下函數(shù):
[0040]f (t) = Vl+x(t) = Vl+Δ V.u(t_tl)；
[0041]其中，Vl是在時(shí)間tl的初始電壓，Λ V被定義為Vin_pre上在最終轉(zhuǎn)換電壓(V2)和初始(Vl)轉(zhuǎn)換電壓之間的差異，“.”是乘法運(yùn)算，且u(t)對(duì)應(yīng)于單位階躍函數(shù)。在圖6A的右側(cè)上進(jìn)一步示出的是示例性經(jīng)整形波形函數(shù)f’(t)，它被表征為:
[0042]f，(t) = Vl+x (t).P (t)；
[0043]其中，p(t)是升余弦函數(shù)，其如圖6A中所示地定義。
[0044]圖6B闡釋在應(yīng)用了圖6A中所描述的示例性升余弦脈沖以對(duì)于Vin進(jìn)行整形時(shí)Vin的時(shí)域標(biāo)繪。在圖6B中，在水平時(shí)間軸上將經(jīng)整形的波形與斜坡波形(即，根據(jù)直線線性內(nèi)插處理的轉(zhuǎn)換)進(jìn)行比較。注意，盡管升余弦波形和斜坡波形兩者都在I時(shí)間單位之后收斂到Vout = I的期望DC電平，但使用適當(dāng)選擇的T，升余弦波形可以比斜坡波形更早地收斂到例如最終Vout電平的90%。還應(yīng)注意，圖6B的橫軸和縱軸的尺度是任意選擇的，以便突出顯示本公開(kāi)內(nèi)容的原理，且并不意圖限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。
[0045]圖7闡釋圖6中所示出的時(shí)域信號(hào)的示例性功率譜密度標(biāo)繪。從圖7中將可明白，作為使用例如在此描述的升余弦輪廓來(lái)進(jìn)行波形整形的結(jié)果，相對(duì)于未經(jīng)整形的波形Vin_pre的功率而言，可減少Vin落在從fl到f2的可聽(tīng)頻率范圍內(nèi)的功率。
[0046]鑒于以上的描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白，可以使用在此沒(méi)有顯式描述的其他技術(shù)來(lái)執(zhí)行波形整形操作。例如，不同于升余弦脈沖形狀的其他脈沖形狀(例如，高斯脈沖形狀等等)可以被用來(lái)有選擇地對(duì)DC-DC電平轉(zhuǎn)換進(jìn)行整形，正如所描述的那樣。此外，也可以應(yīng)用替代的操作，例如，在某些示例性實(shí)施例中，可將時(shí)域函數(shù)f(t)與所選擇的經(jīng)整形波形沖激響應(yīng)進(jìn)行卷積以生成f’(t)，即:
[0047]f’ ⑴=f(t)*p(t);
[0048]其中，指示卷積運(yùn)算，且p(t)指示經(jīng)整形的波形沖激響應(yīng)。設(shè)想了這樣的替代的示例性實(shí)施例落在本公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)。
[0049]圖8闡釋波形整形塊212的示例性實(shí)現(xiàn)。注意，僅出于說(shuō)明性目的示出圖8，且并不意圖把本公開(kāi)內(nèi)容的范圍限制于波形整形塊的任何特定實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白，給定了在此公開(kāi)的技術(shù)，可以衍生出波形整形塊的替代實(shí)現(xiàn)，且設(shè)想了這樣的替代的示例性實(shí)施例落在本公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)。
[0050]在圖8中，把Vin_pre作為數(shù)字信號(hào)提供給波形整形運(yùn)算塊810。塊810可以被配置為參考存儲(chǔ)在查找表(LUT) 820中的脈沖形狀系數(shù)，根據(jù)本文上面描述的波形整形操作來(lái)處理Vin_pre。隨后，把塊810的輸出提供給音頻放大器，如前文所述。注意，可以在塊810和音頻放大器之間提供進(jìn)一步的級(jí)(圖8中未示出)，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)電路系統(tǒng)和/或其他預(yù)處理電路系統(tǒng)，以便把塊810的數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成適于驅(qū)動(dòng)音頻放大器的形式。
[0051]在替代的示例性實(shí)施例中，可以使用在處理器或其他數(shù)字電路中計(jì)算出的方程來(lái)生成脈沖波形，且這樣的脈沖波形可以被用來(lái)根據(jù)在此描述的技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形。
[0052]圖9闡釋替代的示例性實(shí)施例，其中，在音頻放大器和音頻負(fù)載之間提供波形整形塊。在圖9中，給波形整形塊222提供音頻放大器220的輸出電壓Vout，且波形整形塊222隨后為音頻負(fù)載230生成經(jīng)整形的輸出電壓Vout_poSt。注意到在這一示例性實(shí)施例中，音頻放大器220的輸出可以是模擬電壓，且因而波形整形塊222可以納入用于處理模擬電壓并對(duì)其進(jìn)行波形整形的適當(dāng)?shù)慕M件電路系統(tǒng)。例如，波形整形塊222可以包括一個(gè)或多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)以把Vout轉(zhuǎn)換到數(shù)字域以用于數(shù)字處理，后面接著是一個(gè)或多個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。替代地，波形整形塊222可以直接在模擬域中對(duì)模擬電壓進(jìn)行處理和整形。設(shè)想了這樣的替代的示例性實(shí)施例落在本公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)。
[0053]在一示例性實(shí)施例中，也可以把波形整形塊222嵌入在音頻放大器220的輸出級(jí)中。
[0054]圖10闡釋根據(jù)本公開(kāi)的方法1000的示例性實(shí)施例。注意，僅出于說(shuō)明性目的示出圖10的方法，且并不意圖把本公開(kāi)內(nèi)容的范圍限制于所示出的任何具體方法。
[0055]在圖10中，在框1010，生成用于驅(qū)動(dòng)音頻放大器的信號(hào)。該信號(hào)包括在轉(zhuǎn)換時(shí)段期間在兩個(gè)DC電平之間的轉(zhuǎn)換。
[0056]在框1020，在驅(qū)動(dòng)音頻放大器之前，在轉(zhuǎn)換時(shí)段期間把信號(hào)整形為具有非線性經(jīng)整形波形輪廓。
[0057]圖11闡釋根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的方法1100的替代的示例性實(shí)施例。在框1110，生成
音頻信號(hào)。
[0058]在框1120，把音頻輸出信號(hào)整形為使得當(dāng)在音頻信號(hào)上在兩個(gè)DC電平之間轉(zhuǎn)換期間經(jīng)整形的音頻信號(hào)具有非線性經(jīng)整形波形輪廓。
[0059]圖12闡釋根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的把負(fù)載阻抗測(cè)量與波形整形技術(shù)組合起來(lái)的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。應(yīng)注意，僅出于說(shuō)明性目的示出圖12的示例性實(shí)施例，且并不意圖把本公開(kāi)的范圍限制于負(fù)載阻抗測(cè)量系統(tǒng)的任何特定實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將明白，可以容易地應(yīng)用在此公開(kāi)的技術(shù)來(lái)為替代的負(fù)載阻抗測(cè)量系統(tǒng)生成波形經(jīng)整形的信號(hào)。[0060]在圖12中，阻抗測(cè)量和控制塊1220對(duì)輸入電壓設(shè)置控制塊1210進(jìn)行編程。塊1210把由信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓Vin_pre設(shè)置成適于用來(lái)確定音頻負(fù)載230的阻抗的多個(gè)電壓中的一個(gè)，如后文所述。繼波形整形塊212和音頻放大器220的處理之后，音頻放大器220用輸出電壓Vout和輸出電流1ut來(lái)驅(qū)動(dòng)音頻負(fù)載230。電壓/電流測(cè)量塊1230可以測(cè)量驅(qū)動(dòng)音頻負(fù)載230的電壓Vout，且與此同時(shí)測(cè)量音頻負(fù)載230所汲取的相應(yīng)電流1ut0把這些電壓和電流測(cè)量返回提供給阻抗計(jì)算和控制塊1220，阻抗計(jì)算和控制塊1220基于所測(cè)量到的電壓和電流來(lái)計(jì)算音頻負(fù)載230的阻抗。
[0061]注意，本領(lǐng)域中已知的用于測(cè)量音頻負(fù)載230的阻抗的技術(shù)可以優(yōu)選地把信號(hào)發(fā)生器210配置為生成用于Vin_pre的多個(gè)設(shè)置，以使得隨時(shí)間推移把Vout相應(yīng)地設(shè)置在多個(gè)相應(yīng)的值。例如，在一示例性實(shí)施例中，可以期望把Vin_pre設(shè)置為至少兩個(gè)DC電壓設(shè)置Vin_pre⑴和Vin_pre⑵，由此生成至少兩個(gè)相應(yīng)的Vout值Vout⑴和Vout⑵。這兩個(gè)或更多個(gè)相異的電壓設(shè)置Vout (I)和Vout (2)使得電壓/電流測(cè)量塊1130能夠獲得至少兩個(gè)相應(yīng)的電壓-電流測(cè)量(Vout，lout)，因而提供更準(zhǔn)確的測(cè)量機(jī)制。
[0062]在一示例性實(shí)施例中，當(dāng)信號(hào)發(fā)生器210被配置為在阻抗測(cè)量期間把Vin_pre設(shè)置成多個(gè)電壓設(shè)置時(shí)，可以應(yīng)用本公開(kāi)的波形整形技術(shù)以對(duì)Vin_pre進(jìn)行整形，從而生成經(jīng)整形的波形Vin。例如，在系統(tǒng)1200處于阻抗測(cè)量模式時(shí)，配置信號(hào)212a可以把波形整形塊212配置成執(zhí)行波形整形。在一示例性實(shí)施例中，在阻抗測(cè)量模式中，在Vin_pre先后被設(shè)置成Vin_pre(l)和Vin_pre (2)時(shí)，波形整形塊212可以應(yīng)用本公開(kāi)內(nèi)容的波形整形技術(shù)，以使得從Vin(I)到Vin(2)的轉(zhuǎn)換(源自從Vin_pre⑴到Vin_pre(2)的轉(zhuǎn)換)是經(jīng)波形整形的。這有利地減少與這些轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)的可能的音頻人工噪聲，而同時(shí)也使轉(zhuǎn)換時(shí)間最小化。
[0063]將可明白，也可以容易地應(yīng)用波形整形技術(shù)以便容適兩個(gè)以上Vin_pre的設(shè)置，這可在阻抗測(cè)量要求兩個(gè)以上相異的電壓-電流測(cè)量(Vout，lout)時(shí)生成。此外，圖12的阻抗測(cè)量系統(tǒng)也可以容易地容適圖9的示例性實(shí)施例，即，其中，波形整形塊跟隨在音頻放大器之后。設(shè)想了這樣的替代的示例性實(shí)施例落在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。
[0064]注意，盡管在此對(duì)“電壓”轉(zhuǎn)換做出某些引用，但本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將明白，在此公開(kāi)的技術(shù)也可以容易地應(yīng)用到其他類型的轉(zhuǎn)換，例如，電流轉(zhuǎn)換和/或其他類型的電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換。設(shè)想了這樣的替代的示例性實(shí)施例落在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。
[0065]在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中，將可理解，在一個(gè)元素被稱為“連接到”或“耦合到”另一元素時(shí)，它可以直接地連接或耦合到其他元素，或者可以存在居間元素。相反，在一個(gè)元素被稱為“直接地連接到”或“直接地耦合到”另一元素時(shí)，不存在居間元素。此外，在一個(gè)元素被稱為“電耦合到”另一元素時(shí)，指示在這樣的元素之間存在低阻抗路徑，而在一個(gè)元素被稱為簡(jiǎn)單地“耦合到”另一元素時(shí)，在這樣的元素之間可以存在或不存在低阻抗路徑。
[0066]本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員應(yīng)理解，可以使用各種不同的技術(shù)和方法中的任何來(lái)表示信息和信號(hào)。例如，貫穿以上描述引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特(位)、碼元和碼片可以由電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁粒子、光場(chǎng)或光粒子或其任何組合來(lái)表示。
[0067]本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員還將明白，結(jié)合在此公開(kāi)的示例性方面描述的各種說(shuō)明性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟可以被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為了清楚地闡釋這種硬件和軟件的可互換性，各種說(shuō)明性的組件、框、模塊、電路和步驟以上已經(jīng)以它們的功能性的形式作了一般化描述。這樣的功能性被實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于對(duì)總體系統(tǒng)施加的具體的應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束。對(duì)于每一具體的應(yīng)用，熟練的技術(shù)人員可以以變化的方式實(shí)現(xiàn)所描述的功能性，但是這樣的實(shí)現(xiàn)決定不應(yīng)被解釋成引起偏離本發(fā)明的各示例性方面的范圍。
[0068]可以借助于通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或被設(shè)計(jì)為執(zhí)行在此描述的功能的以上任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行結(jié)合在此公開(kāi)的各示例性方面描述的各種說(shuō)明性的邏輯框、模塊和電路。通用處理器可以是微處理器，但是在替代方案中，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)器。處理器也可以是被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、與DSP核心結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)微處理器、或任何其他這樣的配置。
[0069]結(jié)合在此公開(kāi)的各示例性方面描述的方法或算法的步驟可以直接以硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊、或兩者的組合實(shí)現(xiàn)。軟件模塊可以駐留在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃速存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可移動(dòng)盤、CD-ROM或本領(lǐng)域中已知的任何其他形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。示例性存儲(chǔ)介質(zhì)耦合到處理器，以使得處理器可以從該存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息并向其寫(xiě)入信息。在替代方案中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以集成到處理器。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可以作為分立的組件駐留在用戶終端中。
[0070]在一個(gè)或多個(gè)示例性方面中，所描述的功能可以以硬件、軟件、固件或其任何組合實(shí)現(xiàn)。如果以軟件實(shí)現(xiàn)，則各功能可以作為一個(gè)或多個(gè)指令或代碼被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中或者在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上被傳送。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，其包括促進(jìn)計(jì)算機(jī)程序從一個(gè)場(chǎng)所傳遞到另一場(chǎng)所的任何介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是可由計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限制，這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備、或可以用來(lái)攜帶或存儲(chǔ)以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且可以由訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)的任何其他介質(zhì)。而且，任何連接都可以適當(dāng)?shù)乇环Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，如果使用同軸電纜、光纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或諸如紅外、無(wú)線電和微波等的無(wú)線技術(shù)來(lái)從網(wǎng)站、服務(wù)器、或其他遠(yuǎn)程源傳輸軟件，那么，同軸電纜、光纜、雙絞線、DSL或諸如紅外、無(wú)線電和微波等的無(wú)線技術(shù)被包括在介質(zhì)的定義中。在此所使用的盤(disk)和碟(disc)，包括緊致碟(⑶)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中盤通常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟借助于激光在光學(xué)上再現(xiàn)數(shù)據(jù)。以上的組合也應(yīng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
[0071]提供所公開(kāi)的示例性方面的先前描述，以便允許本領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員做出或使用本發(fā)明。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將明顯看出對(duì)這些示例性方面的各種修改，且在此定義的普適原理可以被應(yīng)用到其他示例性方面而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神或范圍。因而，本公開(kāi)內(nèi)容并不旨在被限制于在此示出的示例性方面，而是應(yīng)被賦予與在此公開(kāi)的原理和新穎特征一致的最廣范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 音頻信號(hào)發(fā)生器，其被配置為生成音頻信號(hào)；以及 波形整形塊，其被配置為對(duì)所述音頻信號(hào)進(jìn)行整形，以使得當(dāng)在所述音頻信號(hào)上在兩個(gè)DC信號(hào)電平之間轉(zhuǎn)換期間，經(jīng)整形的音頻信號(hào)具有非線性的經(jīng)整形波形輪廓。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述非線性的經(jīng)整形波形輪廓包括升余弦輪廓。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述非線性的經(jīng)整形波形輪廓包括高斯波形輪廓。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述非線性的經(jīng)整形波形輪廓包括多個(gè)分段線性片段。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述波形整形塊包括存儲(chǔ)非線性的經(jīng)整形波形輪廓的數(shù)字查找表，所述波形整形塊被配置為把在所述音頻信號(hào)上在DC信號(hào)電平之間的轉(zhuǎn)換與所述非線性的經(jīng)整形波形輪廓數(shù)字地相乘。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述波形整形塊包括存儲(chǔ)非線性的經(jīng)整形波形輪廓的數(shù)字查找表，所述波形整形塊被配置為把所述音頻信號(hào)與所述非線性的經(jīng)整形波形輪廓數(shù)字地卷積。
7.如權(quán)利要求 1所述的裝置，其特征在于，所述波形整形塊接收指示何時(shí)要把波形整形應(yīng)用到所述音頻信號(hào)的配置信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括被配置為放大所述經(jīng)整形的音頻信號(hào)的音頻功率放大器。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，在兩個(gè)DC信號(hào)電平之間的所述轉(zhuǎn)換發(fā)生在所述音頻功率放大器的初始化期間。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，進(jìn)一步包括: 阻抗測(cè)量塊，其中，所述波形整形塊被配置為每當(dāng)所述阻抗測(cè)量塊運(yùn)行以把所述音頻信號(hào)設(shè)置在多個(gè)DC電平中的一個(gè)以用于測(cè)量耦合到所述音頻功率放大器的負(fù)載阻抗時(shí)就對(duì)所述音頻信號(hào)進(jìn)行整形。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括音頻功率放大器，其被配置為在所述波形整形塊之前放大所述音頻信號(hào)。
12.—種方法,包括: 生成音頻信號(hào)；以及 對(duì)所述音頻信號(hào)進(jìn)行整形，以使得當(dāng)在所述音頻信號(hào)上在兩個(gè)DC電平之間轉(zhuǎn)換期間經(jīng)整形的音頻信號(hào)具有非線性的經(jīng)整形波形輪廓。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括: 使用音頻功率放大器來(lái)放大所述經(jīng)整形的音頻信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括: 至少采樣所述音頻功率放大器的輸出電壓和輸出電流；以及 基于所采樣的輸出電壓和輸出電流來(lái)計(jì)算負(fù)載阻抗；其中: 所述生成音頻信號(hào)包括把所述信號(hào)設(shè)置在多個(gè)電平以用于計(jì)算所述負(fù)載阻抗。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，所述非線性的經(jīng)整形波形輪廓包括升余弦輪廓，且其中，所述轉(zhuǎn)換發(fā)生在所述音頻功率放大器的初始化期間。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括在所述整形之前使用音頻功率放大器來(lái)放大所述音頻信號(hào)。
17.—種設(shè)備,包括: 用于生成音頻信號(hào)的裝置；以及 用于對(duì)所述音頻信號(hào)進(jìn)行整形以使得當(dāng)在所述音頻信號(hào)上在兩個(gè)DC電平之間轉(zhuǎn)換期間經(jīng)整形的音頻信號(hào)具有非線性的經(jīng)整形波形輪廓的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括耦合到所述用于整形的裝置的輸出的音頻功率放大器。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括耦合在所述用于生成的裝置和所述用于整形的裝置之間的 音頻功率放大器。
【文檔編號(hào)】H03F1/30GK103999360SQ201280061299
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】V·翰納瑟卡蘭 申請(qǐng)人:高通股份有限公司